中国新能源汽车研发进展（3）
中国新能源汽车研发进展
2新能源汽车技术进展经
过3个五年计划的科技攻关，中国掌握了新能源商用车的整车技术，实现了从混合动力向纯电驱动的转型；发展出了独具特的新能源乘用车纯电驱动技术路线，实现了技术的跨越式发展；燃料电池汽车形成了自主研发能力，实现了与国际技术的基本同步；在关键零部件方面，锂离子车用动力电池技术和电机驱动系统技术取得重大进展；在公共平台技术方面，建立了新能源汽车标准体系和整车、电池、电机测试平台。
2.1关键零部件技术
1）动力电池技术。至今为止，中国电动汽车动力电池研发经历了3个阶段。“十五”起步阶段：主要研发镍氢动力电池和锰酸锂锂离子动力电池；“十一五”发展阶段：加大了磷酸铁锂电池研发，支撑了“十二五”电动汽车示范与产业化；“十二五”升级阶段：重点支持三元材料动力电池的研发，电池比能量目标要求达到180（w·h）/kg。经过3个五年计划，中国已基本掌握了电池
材料、单体电池、电池系统、批量生产工艺等核心技术。中国已形成包括磷酸铁锂和锰酸锂正极材料、三元材料前驱体、石墨负极材料、钛酸锂负极材料、电解液和pp/pe隔膜在内的完整电池材料技术体系，技术水平与国际基本同步。中国单体电池设计制造能力取得重要突破，电池能量密度显著提高，如磷酸铁锂电池单体的能量密度从2017年的90（w·h）/kg提高到接近140（w·h）/kg，三元材料的电池单体的能量密度达到180（w·h）/kg，与国际水平基本保持同步；功率型电池比功率最高达到3000 w/kg，与国际先进水平相当。中国在电池系统集成技术和能力方面取得较大进展和突破，动力电池模块的比能量最高达到140（w·h）/kg以上，锂离子动力电池产业化技术水平已经具备支撑电动汽车开展大规模商业化运行的技术和产业条件。但是，中国在先进电池材料与机理等基础研究方面，以及电池一致性和良品率等方面与国际领先水平相比还存在差距。
2）电机驱动技术。在驱动电机技术方面，采用车用电机多领域集成优化设计理念，解决了多目标高性能车用电机的极限设计、多物理场精确分析、控制策略、系统集成等技术难题。采用结构图3“十二五”电动汽车重点专项布局集成设计技术，实现了电机与变速器在机械、电磁、热的高度一体化设计与应用。利用中国稀土资源优势，逐步形成了车用永磁电机技术特，中国多个电机企业突破高效、高功率密度车用永磁电机的设计与制造技术，研制出功率
密度超过3 kw/kg的高速高密度永磁电机，在多款纯电动轿车、插电式混合动力轿车上获得了广泛应用。中国商用车电机（特别是直驱电机）在转矩指标、成本控制方面已经具备较强的国际竞争优势。
在电机控制器技术方面，采用电力电子模块集成技术，将汽车级igbt模块、长寿命膜电容与低电感复合母排高度集成、低热阻散热技术以及小型化电路板设计技术高度集成，降低了电机控制器的体积和重量，提高了系统集成度，实现了电力电子与信息处理技术的融合。中国典型电机控制器功率密度达到8 kw/l，控制器峰值效率超过97%，大于90%的高效率区超过50%。全速度范围的转矩控制精度提升至±2~3n·m或±3%~5%。但是中国在芯片集成设计、电力电子系统集成等方面与国际领先水平还存在差距。
3）车用燃料电池技术。燃料电池系统技术链长，中国相关基础薄弱。经过多年努力，中国在燃料电池电化学基础材料器件和电堆方面取得了显著的进步，近年来突破了耐久性强化的复合膜、高活性抗毒催化剂、高导电性碳纸、低铂载量的电极组件、超薄金属双极板冲压、防腐蚀、焊接和密封等关键技术；中国在“十二五”期间已基本突破了金属双极板电堆的设计技术，研制的样堆功率密度突破2 kw/l的水平，为今后高功率密度发动机的研发奠定了基础。
研制的燃料电池催化剂、复合膜、碳纸、膜电极及双极板样品从性能指标上已经能够满足商业化需求，但是需要建立批量化生产线，大力开展测试评价并建立相关产业链，推动中国燃料电池技术赶上国际先进水平。
4）电动化附件技术。电空调：开发了无位置传感器的变频压缩机电机控制技术、高效的一体化低噪声电动空调技术、基于总线控制技术的电动空调高效控制技术，实现了空调与电池的集成热管理。
电转向：突破了转向传感器、eps控制器、ehps控制器、eps与电动轿车匹配，ehps与电动客车匹配等电控助力转向系统关键技术。电控助力转向系统-40～85℃范围内正常工作，具有良好的高低温稳定性。
电制动：在中国已有液压和气压abs系统自主技术的基础上，通过集成化设计，成功地开发出能量回馈式液压和气压制动系统，打破了国际垄断，且在成本上有竞争优势。实现了制动安全性、系统可靠性与寿命、制动舒适性与制动能量回收效率的综合优化。回馈制动对能量经济性的贡献率达到20%以上。
2.2整车技术
1）纯电动汽车技术。纯电动汽车是中国新能源汽车的主要类型。经过3个五年计划的努力，中国纯电动乘用车技术取得重大进展，整体技术水平接近国际先进水平，续驶里程、可靠性、安全性不断提高，能效持续优化，完全具备了商业化推广条件。尤其是形成了中国特小型纯电动轿车技术特。
纯电动公交车整体技术水平达到国际先进。已建立起纯电动客车设计理论与系统集成体系；在高效电驱动系统、整车轻量化、动力电源热电集成和管理技术等方面取得了重大进展，通过关键部件通用化、总成配置模块化、机电接口标准化建立了新能源客车的技术平台，开发出低地板公交车专用电动化底盘，基于平台开发的整车性能优异，12 m公交大客车实际运行百公里电耗在100 kw·h左右。
电动汽车充换电设施技术方面，建立了电动汽车充换电设施仿真平台；研发了基于交流和直流能源供给模式的多种变换容量的充换电设备接口-技术、充换电过程控制技术、电能计量技术、安全可靠性技术；研发了40 kw单口三相交流车载充电技术和450 kw直流非车载充电技术及产品；新型换电技术可以实现3 min内更换11箱电池。开发了无线充电系统样机，开始在整车上进行示范。
天津电动汽车2）插电式混合动力汽车技术。在乘用车方面，国内基本掌握了混合动力机电耦合、混合动力系统动态协调控制与能量管理系统等核心关键技术。形成了比亚迪秦为代表的p3后并联式混合动力系统及在此基础上发展出来的四驱混联系统；上汽荣威550为代表的双电机串并联式混合动力系统，吉利和科力远联合研制的“chs”为代表的双行星排功率分流构型混合动力系统，基本打破了日本公司在国际上的技术垄断。进入“十二五”以来，国内企业纷纷发力插电式/增程式汽车，推出了如比亚迪秦、上汽荣威550、广汽传祺等插电式混合动力车型。其中，比亚迪秦百公里加速时间达到5.9 s，百公里综合油耗低至1.6 l，总体上达到国际先进水平。荣威550插电式车型实现了纯电行驶里程58 km，百公里综合油耗2.3 l（工况法测试），百公里加速时间10.2 s等先进性能指标。
商用车方面，国内基本掌握了混合动力整车控制、高功率电机系统、混合动力自动变速箱及控制、apu发电单元等关键技术，开发出具有完全自主知识产权的整车系统。具有中国技术特的直驱混联系统节油率达到40%。基于自主amt技术的同轴并联混合动力机电耦合系统构型混动模式下的节油率>30%。以车载发电装置和储能装置共同驱动电机为特征的新型纯电驱动客车动力系统形成了插电、增程、纯电动、燃料电池等各种技术路线的一体化平台，具有总成模块化、能源多元化、车型系列化的技术特点和优势。
3）燃料电池汽车技术。中国燃料电池轿车采用独具特的“电-电混合”动力系统平台技术方案，具有“动力系统平台整车适配、电-电混合能源动力控制、车载高压储氢系统、工业副产氢气纯化利用”的技术特征。进入“十二五”后，以上汽为代表的汽车集团制定了燃料电池汽车发展的5年规划，开始投入大量资金研发燃料电池汽车，完成了第3代燃料电池轿车fcv的开发，在2011年必比登比赛中，上汽开发的fcv在燃料电池轿车组别中，名列第三名。